VOIP技术在水利工程通信网络中应用

VOIP技术在水利工程通信网络中应用

李亮

惠民黄河河务局 山东滨州 251700

摘要:本文主要讲述了VOIP体系结构和工作原理、关键技术、在水利工程中的应用实践以及技术优势 。

关键词: VoIP; 水利工程; 通信网络

近年来，随着网络技术的飞速发展，信息数字化通信方式不断的向传统模拟信号的通信方式发出挑战，数字化生存已成为现代社会中以信息技术为基础的新的生存方式。VoIP技术的出现就是通讯网络与数字化网络互相融合的最直接体现。其节省带宽、费用低廉、体系开放灵活等特点使其得到了长足的发展与应用。现如今很多通讯系统就是以水利通信网络为基地，以VoIP技术为障搭建而成。系统的建成解决了各工程管理驻地通讯问题，节省了大量的资源与成本。多年实践证明，此项技术的应用对地区各项事业的发展具有很大的现实意义。

1 VOIP体系结构和工作原理

1.1 VolP的体系结构

VolP又称IP电话或IP网络电话，是Voice over IP的缩写，这种技术通过对语音信号进弦编码数字化、压缩处理成压缩帧，然后转换为lP数据包在玲网络上进行传输，从而达到了在IP网络上进行语音透信的目的。VOIP一般包括终端设备、网关、关守、多点控制单元(MCU)等设备。物理意义上来讲关守、网关是分离的，位生长厂商往往将这些物理模块能融合到一套设备中。

1.2 VoIP的工作原理

IP电话系统基本结构口电话的工作过程如下：

电话摘机，经程控交换机进入网关，向网关发出请求，直接输入被叫电话号码。网关向关守发送呼叫业务请求，并把用户信息、业务信息传送到关守。关守对用户进行认证。关守将呼叫的电话网地址映射成口网关地址(即被叫网关的Ⅲ地址)，并发送给主叫网关。主备叫网关连接。被叫网关向目的程控交换机发送呼叫，交换机向被叫电话发送指令。通话接续完成。

2 VoIP的关键技术

传统的IP网络主要是用来传输数据业务，采用的是尽力而为的、无连接的技术，因此没有服务质量保证，存在分组丢失、失序到达和时延抖动等情况。数据业务对此要求不高，但话音属于实时业务，对时序、时延等有严格的要求。针对这些问题，提出了VoIP的关键技术，其包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量（QOS）保证技术、以及网络传输技术等。

2.1 话音处理技术

Vo口技术主要采用了语音压缩、静噪抑制、回声消除和抖动处理等先进技术。语音压缩技术是将线性预测编码技术应用到了设备中，极大的提高了压缩率和话音质量，可以将正常每路64K的模拟电话语音带宽压缩为每路6．3K或5．3K带宽，即使加上传输包头开销，每路话音的带宽也不会超过8．8K；静噪技术是指检测通话时静默时段，，并在静默时停止发送语音包，以节省网络带宽；回声消除和抖动处理是指通过软、硬件对回声进行消除，采用缓冲池平滑语音，消除抖动。

2.2 DSP技术

先进的数字信号处理器(DSP)执行语音和数据集成所要求的计算密集任务，使得语音信号能够很好的实时处理。

3 水利通信网络中VoIP技术应用实践

3.1 通信网络

部分地区已建成比较完善的传输网和局域网，分布各地的局域网通过光纤传输系统连为一体，形成统一管理、资源共享的全局网络系统，为VoIP业务的开展提供了很好的支撑平台。这些地区通讯网络于2006年9月开工建设，2007年1月全线投入使用，截至目前已投入电话（包括IP电话机）1023部。

3.2 用户接入端

企业级的语音系统建设，大致分为三种方式，第一种方式就是采用传统的PBX来组建企业内部语音系统；第二种方式，就是采用IP电话＋语音网关的方式组建企业内部语音系统；第三种方式，就是采用纯IP电话的方式来组建企业内部语音系统。第一种方式建设不需要IP网络平台的支持，第二种和第三种方式均需要IP网络平台的支持，通讯网络用户端接入采用的是第二种方式。在原有语音布线系统的驻地采用语音网关（IAD/VG）设备进行组网，在没有语音布线系统的驻地采用纯IP电话进行组网。这种混合组网方式，综合了纯IP电话部署的快捷性，同时又兼顾了模拟电话接入方式低成本的优点。

3.3 出局电路

根据对通讯费用支出情况进行分析，长话费用占用相当大的比例。根据这一业务需求，结合局水利通信网络实际，本通讯系统分别在部分地区各租用1条30B+D业务，用于内线电话出局线路。每条出局电路支持30路语音电话并发，通过多年实践来年，这一设计完全满足网内1023部电话出局业务要求。并将原来的长话通讯变成了市话通讯，大大节省了办公成本。

3.4 传输技术保障

网络传输技术 VOIP中网络传输技术主要是TCP和UDP，此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。由于实时传输协议RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务，因此VOIP可用RTP来传送话音数据。在RTP报头中包含装载数据的标识符、序列号、时间戳以及传送监视等，通常RTP协议数据单元是用UDP分组来承载，而且为了尽量减少时延，话音净荷通常都很短。IP、UDP和RTP报头都按最小长度计算。VOIP话音分组开销很大，采用RTP协议的VOIP格式，在这种方式中将多路话音插入话音数据段中，这样提高了传输效率。

3.5 VoIP技术在基层防汛专用通信网络中的应用

目前基层通信传输网络和宽带数据网络是相互独立运行又互相联系的系统。从覆盖的节点来看两套网络全部都覆盖了市、县、河务段(闸管所)三级防汛层面，从未来的发展趋势上看，省、市、县三级防汛传输网和宽带数据网必将相互融合，共用SDH宽带微波。基层河务段(闸管所)的宽带数据网采用宽带无线接入的方式与上级计算机网络进行连接，多点共享llM带宽。而话音传输采用窄带无线接入的方式，设备采用华为的ETS一450无线接入设备，于1998年投入运行，受当时条件限制，市局只建设一处中心站，最远传输距离达到了40KM，由于受无线信号覆盖范围限制，上界各防汛段、点使用相邻市局的无线接入中心站设备，通过省局传输路由迂回到相应县局。因此，大部分基层防汛段、点的话音通信存在接续时间长、信号不稳定且无法收发传真等问题，直接影响到防汛信息的及时可靠传递。根据以上分析，可以充分利用现有的P网络基础设施，实现数据网、话音网的融合。

4 VoIP组网在水利工程中的技术优势

4.1 建设成本大大降低，

相比传统的PSTN网电话，VoIP最显而易见的 优势就在于其低廉的价格。而带来这一结果的原因在于VoIP的数据传送与 传统的电话不同，它并不是通过专门的语音网络，而是通过现在已经普遍 应用的IP网络。用户接入端可充分利用原有模拟电话线路组网，无线路区 域可通过纯IP电话组网。

4.2 支持更多的增值业务，

与传统的PSTN网络主要用来传送语音信号 不同，VoIP由于采用的是通过IP网络传输的方式，多样化的传输协议和更 大的带宽使得其在语音业务之外更可以提供传真、视频、和数据等多样化 的增值业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、 Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发 和各种信息的存储转发等，这无疑为广大用户带来了极大的便利。

4.3 技术领先，节省资源。

在传统的PSTN网中，一路电话要占用64K的 带宽，而在VoIP技术中，由于采用了与传统PSTN网不同的语音压缩技术， 一路电话占用的带宽可以达到PSTN网的三分之一甚至更少，这带来的直 接结果就是在相同带宽的网络中能够进行的VoIP语音呼叫是传统PSTN 网的三倍甚至更多，这在有效利用带宽的同时也有效解决了突发呼叫太多 时网络的拥堵，极大地提高了服务质量。

5结论

VOIP技术有机的运用为水利工程中的基层单位提供话音、传真通道及其他新业务，能够起到共享设施、压缩建设成本、提高信号传输质量及拓展专用信息网络的目的。该技术的使用，必将进一步丰富和完善防汛及其他业务，其前景必将十分广阔。

参考文献

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